JP4006983B2 - Electro-optical device and electronic apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置およびそれを備えた電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
パーソナルコンピュ―タや携帯機器等の電子機器は、小型・薄型化が求められており、このような電子機器の表示装置(電気光学装置)の光源として、指向性の高い大がかりな光源を使用するのは非常に不利である(実際には使用しない)。
【0003】
このため、例えば、液晶表示装置では、光源からの光を導光体によって液晶パネルの裏面に導き、反射板、散乱板、プリズムシート等を用いて液晶パネルを裏面から照明する方法を用いている。
【0004】
しかしながら、従来の表示装置には、下記のような問題点がある。
例えば、透過型や半透過半反射型の液晶パネルと、バックライト(光源)とを有する表示装置の場合は、液晶パネルの駆動回路や反射板(反射電極)等で光の透過しない部分が形成される。光源から発せられ、前記光の透過しない部分で反射し、戻ってきた光は、何れかの部位で吸収されてしまい、使用することができない。このため、光源からの光の使用効率が低い。
【0005】
また、プリズムシートを使用することにより、光の指向性を向上させることができるが、指向性を向上させたとしても高々±30°程度の範囲である。このため、マイクロレンズアレイを用いても、光源からの光を液晶パネルの透光窓部に効率良く集光させることはできない。
【0006】
特に、半透過半反射型の液晶パネルでは、反射板に設けられたピンホール状の開口(透光窓部)を透過する光で照明する場合があり、この場合には、入射した外光のうち、反射板で反射する光の比率(以下、単に「反射率」と言う)と、光源からの光のうち、開口を透過する光の比率(以下、単に「透過率」と言う)とは、それぞれ、反射板の面積とその開口の面積との比率で決まる。このため、透過率を大きくするために開口の面積を大きくすると、反射板の面積が小さくなり、反射率が小さくなってしまい、逆に、反射率を大きくするために開口の面積を小さくすると、透過率が小さくなってしまう(トレードオフの関係になってしまう)。
【0007】
このように、従来の表示装置(電気光学装置)では、光源からの光を透光窓部に効率良く集光させることができず、光源から発せられる光の使用効率が低い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光源から発せられる光の使用効率が高く、特に、製造過程での誤差、位置ずれ、熱膨張、経時変化等によって光源からの光の集光位置に多少のずれが生じたとしても、複数の透光窓部間の明るさのばらつきを低減、または無くすことができる電気光学装置およびこれを備えた電子機器を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記(1)〜(24)の本発明により達成される。
【0010】
(1) 複数の点光源と、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、複数の透光窓部を備えた光変調素子とを有する電気光学装置であって、
前記マイクロレンズアレイにより、前記複数の点光源からの光が前記透光窓部に集光するよう構成されており、
前記点光源からの光が前記各透光窓部を貫く面上に結像し、前記面における前記点光源の像の第1の方向の長さが、前記透光窓部の前記第1の方向の長さより長く、かつ、前記面における前記点光源の像の前記第1の方向に対して垂直な第2の方向の長さが、前記透光窓部の前記第2の方向の長さより短くなるよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
【0011】
(2) 複数の点光源と、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、複数の透光窓部を備えた光変調素子とを有する電気光学装置であって、
前記マイクロレンズアレイにより、前記複数の点光源からの光が前記透光窓部に集光するように、前記点光源と、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、前記透光窓部とが配置されており、
前記点光源からの光が前記各透光窓部を貫く面上に結像し、前記面における前記点光源の像の第1の方向の長さが、前記透光窓部の前記第1の方向の長さより長く、かつ、前記面における前記点光源の像の前記第1の方向に対して垂直な第2の方向の長さが、前記透光窓部の前記第2の方向の長さより短くなるよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
【0012】
(3) 複数の点光源と、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、複数の透光窓部を備えた光変調素子とを有する電気光学装置であって、
前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズが、前記複数の点光源からの光を前記複数の透光窓部に集光させるように、前記点光源と、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、前記透光窓部とが配置されており、
前記点光源からの光が前記各透光窓部を貫く面上に結像し、前記面における前記点光源の像の第1の方向の長さが、前記透光窓部の前記第1の方向の長さより長く、かつ、前記面における前記点光源の像の前記第1の方向に対して垂直な第2の方向の長さが、前記透光窓部の前記第2の方向の長さより短くなるよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
【0013】
(4) 前記点光源からの光が前記各透光窓部を貫く面上に結像し、前記面内の第1の方向において、前記透光窓部が、前記面における前記点光源の像に包含され、かつ、前記面内の前記第1の方向に対して垂直な第2の方向において、前記面における前記点光源の像が、前記透光窓部に包含されるよう構成されている上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0014】
(5) 前記面における前記点光源の像の輪郭は、前記第1の方向と略平行な一対の直線状の部分を有する上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0015】
(6) 前記透光窓部の輪郭は、前記第2の方向と略平行な一対の直線状の部分を有する上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0016】
(7) 前記点光源のピッチをPs、前記透光窓部のピッチをPa、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズのピッチをPL、前記点光源と前記マイクロレンズアレイとの間の光学的距離をLs、前記マイクロレンズアレイと前記透光窓部との間の光学的距離をLaとしたとき、下記式で示す条件を満たすよう構成されている上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の電気光学装置。
PL= { Ps・Pa/(Ps+Pa) } ・n(但し、nは自然数)
La/Ls=Pa/Ps
【0017】
(8) 前記点光源のピッチをPs、前記透光窓部のピッチをPa、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズのピッチをPL、前記点光源と前記マイクロレンズアレイとの間の光学的距離をLs、前記マイクロレンズアレイと前記透光窓部との間の光学的距離をLaとしたとき、下記式で示す条件を満たすよう構成されている上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の電気光学装置。
PL= { Ps・Pa/(Ps+Pa) } ・n(但し、nは2を除く自然数)
La/Ls=Pa/Ps
【0018】
(9) 前記点光源のピッチPsは、前記透光窓部のピッチPaより大きい上記(7)または(8)に記載の電気光学装置。
【0019】
(10) 前記点光源のピッチPsと、前記透光窓部のピッチPaとが等しい上記(7)または(8)に記載の電気光学装置。
【0020】
(11) 前記点光源のピッチは、前記マイクロレンズアレイを設けない状態において、前記各透光窓部を貫く面における前記複数の点光源からの光の光量が実質的に均一になるように設定されている上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0021】
(12) 前記マイクロレンズアレイを設けない状態において、前記各透光窓部を貫く面における前記点光源からの光の光量分布の標準偏差をσとしたとき、前記点光源のピッチは、2.3σ以下である上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0022】
(13) 前記マイクロレンズアレイを設けない状態において、前記各透光窓部を貫く面における前記複数の点光源からの光の光量の最大値をa、最小値をbとしたとき、前記点光源のピッチは、光量比b/aが0.9以上になるように設定されている上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0023】
(14) 前記点光源からの光が前記各透光窓部を貫く面上に結像し、前記面における前記点光源の像と前記透光窓部とが重なった部分の面積が、前記点光源の像と前記透光窓部とが相対的にずれた場合でも可及的に変化しないよう構成されている上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0024】
(15) 前記面における前記点光源の像と前記透光窓部とが重なった部分の面積が、前記点光源の像と前記透光窓部とが前記面内の第1の方向および/または前記第1の方向に対して垂直な第2の方向に相対的にずれた場合でも可及的に変化しないよう構成されている上記(14)に記載の電気光学装置。
【0025】
(16) 前記透光窓部の形状は、略正方形または略長方形であり、前記面における前記点光源の像の形状は、略正方形または略長方形である上記(1)ないし(15)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0026】
(17) 前記透光窓部の所定の一辺と、前記面における前記点光源の像の所定の一辺とが、略平行である上記(16)に記載の電気光学装置。
【0027】
(18) 前記マイクロレンズアレイは、マイクロフレネルレンズアレイである上記(1)ないし(17)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0028】
(19) 前記マイクロレンズアレイは、射出成形または2P法により成形されたものである上記(1)ないし(18)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0029】
(20) 前記光変調素子は、透過型液晶パネルまたは半透過半反射型液晶パネルである上記(1)ないし(19)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0030】
(21) 前記光変調素子は、半透過半反射型液晶パネルである上記(1)ないし(19)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0031】
(22) 直視型または投射型の表示装置である上記(1)ないし(21)のいずれかに記載の電気光学装置。
【0032】
(23) 上記(1)ないし(22)のいずれかに記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【0033】
(24) 前記電子機器は、パーソナルコンピュータ、携帯電話またはディジタルスチルカメラである上記(23)に記載の電子機器。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気光学装置および電子機器を、添付図面に示す好適な実施の形態に基づき詳細に説明する。
【0039】
図1は、本発明の電気光学装置の第1実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。なお、図が煩雑になるのを避けるため、図1中、断面であることを示す斜線は、省略されている。また、図1では、図が煩雑になるのを避けるため、マイクロレンズ32の中心を通過する光の主光軸のみを示す。
【0040】
同図に示す表示装置(電気光学装置)1は、半透過半反射型表示装置であり、バックライトである光源手段2と、マイクロレンズアレイ板3と、複数の透光窓部を備えた半透過半反射型の液晶パネル(光変調素子)4とを有している。
【0041】
光源手段2は、図1中下側に位置し、液晶パネル4は、図1中上側に位置し、マイクロレンズアレイ板3は、光源手段2と液晶パネル4との間に位置している。
【0042】
光源手段2とマイクロレンズアレイ板3とは、接着剤層(接着剤)5で接着(接合)されている。
【0043】
また、マイクロレンズアレイ板3と液晶パネル4とは、それらの外周部(表示の妨げにならない位置)において、図示しない接着剤で接着されている。
【0044】
光源手段2は、光源部21と、ハウジング(鏡箱)22とで構成されている。ハウジング22内の底面(図1中下側の面)には、複数の突起23が形成されている。この突起23の縦断面での形状は、略三角形をなしている。
【0045】
また、ハウジング22の図1中上側の壁部221には、複数の開口(ピンホール)25が行列状に形成されている。
【0046】
また、ハウジング22内の表面(内面)の上記複数の開口25を除いた領域および突起23の表面には、すべて反射膜24が設けられている。この反射膜24は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等で構成されている。
【0047】
光源部21から発せられた光は、ほぼすべて、例えば、図2、図3および図4に示すように、反射膜24で1回または複数回反射し、各開口25から出射する。
【0048】
従って、この光源手段2では、開口25により、点光源の投光部(光を発する部分)が構成される。
【0049】
マイクロレンズアレイ板3は、透明な基板30と、その基板30の図1中上側に設けられたマイクロレンズアレイ31とで構成されている。
【0050】
マイクロレンズアレイ31は、正のパワーを有する複数のマイクロレンズ(集光レンズ)32を有し、これらのマイクロレンズ32は、マトリックス状、すなわち、行列状(図1中横方向と、図1の紙面に対して垂直な方向)に配置されている。
【0051】
このマイクロレンズ32としては、マイクロフレネルレンズ(回折レンズ)を用いるのが好ましい。すなわち、マイクロレンズアレイ31としては、マイクロフレネルレンズアレイを用いるのが好ましい。
【0052】
これにより、マイクロレンズアレイ31(マイクロレンズ32)の厚さを薄くすることができ、小型・薄型化に有利である。
【0053】
マイクロレンズアレイ31(マイクロレンズ32)の構成材料の屈折率は、高いほど好ましい。なお、一般的な光学材料の屈折率は、1.45〜1.65程度である。
【0054】
マイクロレンズアレイ31および基板30は、それぞれ、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の各種樹脂や、各種ガラスで構成されている。
【0055】
なお、マイクロレンズアレイ31の構成材料と基板30の構成材料とは、同一でもよく、また、異なっていてもよい。
【0056】
また、マイクロレンズアレイ31と基板30とは、一体的に成形されてもよく、また、別々に成形されてもよい。
【0057】
マイクロレンズアレイ板3の成形方法、すなわち、マイクロレンズアレイ31や基板30の成形方法は、特に限定されず、例えば、射出成形、2P法(フォトポリマゼーション)、ドライエッチング、ウエットエッチング等が挙げられるが、これらのうちでは、射出成形または2P法が好ましい。
【0058】
マイクロレンズアレイ板3を射出成形または2P法により成形することにより、レンズの精度を高くすることができ、また、製造を容易に行うことができ、量産性に優れ、また、コストを低減することができる。
特に、射出成形の場合には、2P法よりもコストを低減することができる。
【0059】
また、2P法の場合、特に、ガラス基板に2P法によりパターン形成する場合(ガラス2P法の場合)には、射出成形よりも使用温度が広範囲となり、好ましい。
【0060】
液晶パネル4は、透明な基板41と、基板41の図1中下側の表面に形成され、図1中横方向に沿って並設された複数の帯状の透明電極42と、基板41の図1中下側に所定距離離間するように配置された透明な基板46と、基板46の図1中上側の表面に形成された反射膜44および図1の紙面に対して垂直な方向に沿って並設された複数の帯状の透明電極40と、基板41(透明電極42)と基板46(透明電極40)との間に設けられ、液晶を含有する液晶層43とを有している。
【0061】
透明電極40は、反射膜44の図1中上側に形成されている。この透明電極40と透明電極42とは、略直交しており、これらの各交差部(交差部の近傍の部分も含む)が、それぞれ、1画素に相当する。
【0062】
透明電極40と透明電極42との間で充放電を行うことにより、液晶層43の液晶が駆動される。
【0063】
この透明電極40および42は、それぞれ、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)等で構成されている。
【0064】
反射膜44には、複数の開口45が行列状に形成されている。この開口45は、透明電極42と透明電極40との交差部に位置し、1画素に対応している。
【0065】
この開口45により、液晶パネル4の透光窓部(光が透過し得る部分)が構成される。
【0066】
反射膜44は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等で構成されている。
また、基板41、46は、例えば、各種ガラス等で構成されている。
【0067】
基板41の図1中上側には、偏光板47が接合され、また、基板46の図1中下側には、偏光板48が接合されている。
【0068】
なお、一方の基板に1画素に対応してスイッチング素子を設けることができる。スイッチング素子は、図示しない制御回路に接続され、透明電極40または42へ供給する電流を制御する。これにより、透明電極40または42の充放電が制御される。
【0069】
液晶層43は液晶分子(図示せず)を含有しており、前記透明電極40または42の充放電に対応して、かかる液晶分子、すなわち液晶の配向が変化する。
【0070】
これにより、各画素において、それぞれ、光の透過と遮断との切り替えと、輝度の調節とを任意に行うことができる。
【0071】
なお、スイッチング素子としては、例えば、薄膜ダイオード(TFD)、薄膜トランジスタ(TFT)等を用いることができる。スイッチング素子として薄膜トランジスタを用いる場合、その薄膜トランジスタが設けられる基板における透明電極は、例えば、1画素に対応してドット状に設けられ、これに対向する基板における透明電極は、基板全面に設けられる。
【0072】
この表示装置1では、図5および図6に示すように、光源手段2の開口(点光源の投光部)25のピッチをPs、液晶パネル4の開口(透光窓部)45のピッチをPa、マイクロレンズアレイ31のマイクロレンズ32のピッチをPL、光源手段2の開口25とマイクロレンズアレイ31との間の光学的距離をLs、マイクロレンズアレイ31と液晶パネル4の開口45との間の光学的距離をLaとしたとき、下記式1および式2で示す条件を満たすように、光源手段2の開口25と、マイクロレンズアレイ31のマイクロレンズ32と、液晶パネル4の開口45とを配置する。
【0073】
PL={Ps・Pa/(Ps+Pa)}・n(但し、nは自然数) ・・・式1
La/Ls=Pa/Ps ・・・式2
特に、式1において、nは、2を除く自然数であるのが好ましい。
【0074】
ここで、前記光学的距離は、環境を真空と仮定したときの距離、すなわち、実際の距離を、光路を構成する物質の屈折率で徐した値である。
【0075】
なお、前記式1および式2で示す条件は、図1中横方向と、図1の紙面に対して垂直な方向とのそれぞれにおいて満たされているものとする。
【0076】
また、マイクロレンズ32の焦点距離をfとしたとき、下記式3で示す条件を満たすように構成する。この式3は、光源手段2の開口25の形状に対応する像(開口25の像)がマイクロレンズ32により液晶パネル4の開口45の位置に結像するための条件式である。
1/Ls+1/La=1/f ・・・式3
【0077】
前記光源手段2の開口25のピッチPs、液晶パネル4の開口45のピッチPa、マイクロレンズ32のピッチPL、光源手段2の開口25とマイクロレンズアレイ31との間の光学的距離Ls、マイクロレンズアレイ31と液晶パネル4の開口45との間の光学的距離La、マイクロレンズ32の焦点距離fは、例えば、用途等に応じて、前記式1、式2および式3で示す条件を満たすように適宜設定される。
【0078】
例えば、携帯用電子装置の半透過半反射型表示装置の場合には、例えば、下記のように設定するのが好ましい。
【0079】
光源手段2の開口(点光源の投光部)25のピッチPsは、20〜500μm程度であるのが好ましい。
【0080】
また、液晶パネル4の開口(透光窓部)45のピッチPaは、20〜500μm程度であるのが好ましい。
【0081】
また、マイクロレンズ32のピッチPLは、10〜250μm程度であるのが好ましい。
【0082】
また、光源手段2の開口25とマイクロレンズアレイ31との間の光学的距離Lsは、0.1〜2mm程度であるのが好ましい。
【0083】
また、マイクロレンズアレイ31と液晶パネル4の開口45との間の光学的距離Laは、0.1〜2mm程度であるのが好ましい。
【0084】
また、マイクロレンズ32の焦点距離fは、0.1〜1mm程度であるのが好ましい。
【0085】
なお、マイクロレンズ32の平面視での形状(平面形状)および寸法等は、特に限定されず、例えば、液晶パネル4側の画素形状等に応じて適宜設定される。
【0086】
マイクロレンズ32の平面視での形状としては、液晶パネル4の画素形状の相似形状が好ましく、例えば、長方形、正方形等の角形や、円形等が挙げられる。
【0087】
前記光学的距離LsおよびLaは、それぞれ、例えば、マイクロレンズアレイ板3、基板46等の厚みを所望の値に設定することで調節することができる。
【0088】
図5および図6は、それぞれ、前記式1、式2および式3の条件を満たし、かつ、n=1の場合における、光源手段2の開口25と、マイクロレンズアレイ31のマイクロレンズ32と、液晶パネル4の開口45との配置(位置関係)を模式的に示す図である。なお、図5および図6では、図が煩雑になるのを避けるため、マイクロレンズ32の中心を通過する光の主光軸のみを示す。
【0089】
ここで、マイクロレンズ32は、光源手段2の開口25から出射するあらゆる成分の光(あらゆる光軸の光)を液晶パネル4の開口45に結像する光学的特性を有している。
【0090】
図5は、光学的距離Lsと光学的距離Laとを等しく設定した場合、すなわち、開口25のピッチPsと開口45のピッチPaとを等しく設定した場合を示す。
【0091】
同図に示すように、光源手段2の所定の開口25から出射した光は、ほぼすべて、何れかのマイクロレンズ32の作用により、何れかの開口45に集光する。
【0092】
例えば、図5中最も左側の開口25から出射した光のうち、図5中最も左側のマイクロレンズ32に入射した光61は、そのマイクロレンズ32により、図5中最も左側の開口45に集光し、図5中左から2番目のマイクロレンズ32に入射した光62は、そのマイクロレンズ32により、図5中左から2番目の開口45に集光し、以下、同様に、各光は、それぞれ、対応するマイクロレンズ32により、対応する開口45に集光する。
【0093】
同様に、図5中左から2番目の開口25から出射した光のうち、図5中左から2番目のマイクロレンズ32に入射した光63は、そのマイクロレンズ32により、図5中最も左側の開口45に集光し、図5中左から3番目のマイクロレンズ32に入射した光64は、そのマイクロレンズ32により、図5中左から2番目の開口45に集光し、以下、同様に、各光は、それぞれ、対応するマイクロレンズ32により、対応する開口45に集光する。
【0094】
以下、同様に、図5中左から3〜6番目の開口25から出射した光についても、それぞれ、対応するマイクロレンズ32により、対応する開口45に集光する。
【0095】
すなわち、所定の開口45に着目すると、複数の開口25から出射した光は、マイクロレンズアレイ31により、その開口45に集光する。
【0096】
また、所定のマイクロレンズ32に着目すると、そのマイクロレンズ32は、複数の開口25から出射した光を複数の開口45に集光させる。
【0097】
このように、この表示装置1では、光源手段2(各開口25)から発せられる光を効率良く開口45に集光させることができ、これにより、光源手段2から発せられる光の使用効率を向上させることができる。
【0098】
また、1つの開口45には、複数(多く)の開口25からの光が集光するので、明るさが平均化される利点がある。すなわち、各開口25からの光の光量、各開口25の位置等にばらつきがあったとしても、開口45に集まる光は、複数の開口25からの光の平均値となるので、画素間の光量差は、ほとんどなくなる。これにより、均一性の高い表示を行うことができる。
【0099】
また、この表示装置1では、製造(組み付け)の際の位置調整において、調整工程を1回設ければよい。
【0100】
特に、隣接点への出射角θ1、θ2が比較的小さいので、前記平均化の効果が大きく、光源手段2(各開口25)とマイクロレンズアレイ31との位置関係を厳密に調整する必要がない。すなわち、位置調整の際は、適当な位置関係にある光源手段2(各開口25)と、マイクロレンズアレイ31とで決まる焦点位置に、開口45を位置決めする。このような調整工程が1つあればよい。
【0101】
これにより、位置調整を容易、迅速かつ確実に行うことができ、生産性が良く、量産に有利である。
【0102】
また、LsとLaとを等しく設定することにより、マイクロレンズ32の焦点距離fを最も長く(開口数NAを最も小さく)設定することができる。これにより、マイクロレンズアレイ31の製造が容易となり、また、精度の向上、収差の減少を図ることができる。
【0103】
また、n=1とすることにより、n>1の場合に比べ、マイクロレンズ32のピッチPLを小さく設定することができ、これにより、レンズの開口数NAを小さく設定することができ、好ましい。
【0104】
図6は、光学的距離Lsを光学的距離Laよりも大きく設定した場合、すなわち、開口25のピッチPsを開口45のピッチPaよりも大きく設定した場合を示す。
【0105】
この場合も、前記光学的距離Lsと光学的距離Laとを等しく設定した場合と同様に、光源手段2の所定の開口25から出射した光は、ほぼすべて、何れかのマイクロレンズ32の作用により、何れかの開口45に集光する。
【0106】
このように光学的距離Lsを光学的距離Laよりも大きく設定する場合には、光源手段2の開口(点光源の投光部)25のピッチPsを比較的大きく設定することができるので(開口25の数を比較的少なくすることができるので)、製造が容易になる。
【0107】
また、この表示装置1では、平面視において(図1中上側から見たとき)、光源手段2の開口(点光源の投光部)25の形状と、液晶パネル4の開口(透光窓部)45の形状とが、相似形状となっているのが好ましい。
【0108】
そして、開口25の面積(大きさ)S25と開口45の面積(大きさ)S45との比(S25/S45)が、開口25のピッチPsと開口45のピッチPaとの比(Ps/Pa)と等しく、すなわち、光学的距離Lsと光学的距離Laとの比(Ls/La)と等しく設定されているのが好ましい。
【0109】
これにより、光源手段2(各開口25)から発せられる光をより効率良く開口45に集光させることができ、光源手段2から発せられる光の使用効率をさらに向上させることができる。
【0110】
開口25の面積S25は、例えば、半透過半反射型表示装置の場合には、1画素の面積の3〜50%程度であるのが好ましい。
【0111】
次に、表示装置1の作用を説明する。
図1に示すように、表示装置1の光源部21から発せられた光は、各開口25から出射し、接着剤層5および基板30を透過した後、マイクロレンズアレイ31の各マイクロレンズ32に入射し、前述したように、マイクロレンズ32の作用により、開口45に集光するようにマイクロレンズ32から出射する。
【0112】
マイクロレンズ32から出射した光は、偏光板48で偏光され、基板46を透過した後、開口45に集光し、その開口45を透過(通過)する。
なお、本発明では、表示装置1に、図示しない位相差板を設けてもよい。
【0113】
開口45を透過した光は、透明電極42と透明電極40との間に印加されている電圧により配向が制御された液晶層43の液晶により強度変調される。そしてその光は、基板41を透過し、偏光板47で偏光され、外部に出射する。
【0114】
このようにして、表示装置1の画面に、所定の画像(電子画像)が表示される。
【0115】
また、この表示装置1の液晶パネル4は、半透過半反射型であるので、外部が比較的明るい場合には、外部からの光を反射膜44で反射させて表示を行うことができる。
【0116】
また、外部が比較的暗い場合には、前述したように、光源手段2を駆動させ、その光源手段2からの光を反射膜44の開口45を透過させて表示を行うことができる。
【0117】
以上述べたように、この表示装置1によれば、光源手段2(各開口25)から発せられる光を効率良く開口45に集光させることができ、これにより、光源手段2から発せられる光の使用効率を向上させることができる。
【0118】
すなわち、反射膜44の面積を大きくし、その反射膜44に設けられた開口45の面積を小さくしても、光源手段2からの光を効率良く開口45に集光させることができるので、開口45を透過する光の光量を大きくすることができ、これにより、外光の反射率、光源手段2からの光の透過率がともに高い半透過半反射型の液晶表示装置(直視型液晶表示装置)を実現することができる。
【0119】
また、この表示装置1では、高価なプリズムシートを用いる必要がないので、部品点数を削減することができ、また、コストを低減することができる。
【0120】
なお、本発明では、点光源は、前述した構成に限らず、例えば、発光ダイオード(LED)、レーザダイオード、有機EL(Electro Luminescence)素子、無機EL素子等であってもよい。
【0121】
点光源としてレーザダイオードを用い、光変調素子として液晶パネルを用いる場合には、偏光板を省略することができる。これにより、点光源からの光の使用効率をさらに向上させることができ、また、部品点数を削減することができる。
【0122】
次に、本発明の電気光学装置の第2実施形態について説明する。
図7は、本発明の電気光学装置の第2実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。なお、図が煩雑になるのを避けるため、図7中、断面であることを示す斜線は、省略されている。また、図7では、図が煩雑になるのを避けるため、マイクロレンズ32の中心を通過する光の主光軸のみを示す。
【0123】
以下、第2実施形態の表示装置(電気光学装置)1について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【0124】
同図に示す表示装置1は、透過型表示装置であって、前述した第1実施形態の表示装置1の半透過半反射型の液晶パネル4を、透過型の液晶パネル4aに代えたものであり、この他の構成は、第1実施形態と同様である。
【0125】
液晶パネル4aは、前述した第1実施形態における液晶パネル4の反射膜44の代わりに、行列状に配列された複数の開口(透光窓部)491が設けられたブラックマトリックス49を有している。
【0126】
透明電極40は、図7中横方向に沿って並設され、また、透明電極42は、図7の紙面に対して垂直な方向に沿って並設されている。
【0127】
また、ブラックマトリックス49は、画素間、すなわち、隣り合う透明電極40の間および隣り合う透明電極42の間をそれぞれ遮光するように設けられている。
【0128】
この第2実施形態の表示装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
【0129】
すなわち、この表示装置1では、光源手段2の光の使用効率が極めて高い、透過型の液晶表示装置(直視型液晶表示装置)を実現することができる。
【0130】
次に、本発明の電気光学装置の第3実施形態について説明する。
図8は、本発明の電気光学装置の第3実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。なお、図が煩雑になるのを避けるため、図8中、断面であることを示す斜線は、省略されている。また、図8では、図が煩雑になるのを避けるため、マイクロレンズ32の中心を通過する光の主光軸のみを示す。
【0131】
以下、第3実施形態の表示装置(電気光学装置)1について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【0132】
同図に示す表示装置1は、半透過半反射型の液晶パネル(光変調素子)4を備えた半透過半反射型表示装置であるが、例えば、前述した第2実施形態のような透過型の液晶パネル(光変調素子)4aを備えた透過型表示装置であってもよい。
【0133】
前述した第1実施形態や第2実施形態のように、開口(点光源の投光部)25から出射した光をマイクロレンズアレイ31で集光する場合にも、マイクロレンズアレイ31(マイクロレンズアレイ板3)を設けない状態における、図8に示す各開口45を貫く平面(面)71における開口25からの光の光量分布が反映される。
【0134】
この第3実施形態の表示装置1の開口(点光源の投光部)25のピッチPsは、マイクロレンズアレイ31(マイクロレンズアレイ板3)を設けない状態において、各開口45を貫く平面(面)71における複数の開口25からの光の光量が実質的に均一になるように設定されている。
【0135】
これにより、開口45間(画素間)の光量差を低減、または無くすことができ、表示ムラを低減、または無くすことができる。すなわち、均質な表示を行うことができる。
【0136】
具体的には、開口25のピッチPsは、下記のように設定されるのが好ましい。
【0137】
マイクロレンズアレイ31(マイクロレンズアレイ板3)を設けない状態において、平面71における開口25からの光の光量分布の標準偏差をσとしたとき、開口25のピッチPsは、2.3σ以下であるのが好ましく、1.8σ以下であるのがより好ましく、0.3σ〜1.5σ程度であるのがさらに好ましい。なお、前記光量分布の標準偏差σは、長さの次元を持つ。
【0138】
換言すれば、マイクロレンズアレイ31(マイクロレンズアレイ板3)を設けない状態において、平面71における複数の開口25からの光の光量の最大値をa、最小値をbとしたとき(図9参照)、開口25のピッチPsは、前記光量の最大値aと最小値bとの比(以下、「光量比」と言う))b/aが0.9以上になるように設定されるのが好ましく、0.99以上になるように設定されるのがより好ましく、0.995以上になるように設定されるのがさらに好ましい。なお、前記最大値aおよび最小値bは、それぞれ、端部(外側の部分)を除いた部分における値である。
【0139】
これにより、開口45間(画素間)の光量差をさらに低減、または無くすことができ、より均一性の高い表示を行うことができる。
【0140】
本発明者は、この表示装置1について、所定のシミュレーションを行った。以下、そのシミュレーションについて説明する。
【0141】
表示装置1の光源手段2の1つの開口25から出射した光、すなわち、1つの点光源から出射した光の、主光軸に対して垂直な平面における光量分布は、ガウス分布(正規分布)またはそれに近似した分布をなしている。
【0142】
したがって、1つの点光源から出射した光の、主光軸に対して垂直な平面における光量分布として標準偏差σが「1」のガウス分布を用い、このシミュレーションを行った。
【0143】
まず、同様の複数の点光源を等ピッチ(ピッチPs)で1列に並べた場合を想定し、前記標準偏差σが「1」の複数のガウス分布(光量分布)を等ピッチ(ピッチPs)で1列に並べ、その光量分布を重ね合わせた。
【0144】
図9は、点光源のピッチPsを2.5(2.5σ)とした場合の、各点光源からの光の光量分布と、各点光源からの光を重ね合わせたときの光量分布とを示すグラフ、図10は、点光源のピッチPsを1.7(1.7σ)とした場合の、各点光源からの光の光量分布と、各点光源からの光を重ね合わせたときの光量分布とを示すグラフである。
【0145】
なお、各グラフの縦軸は、光量を示し、横軸は、位置(所定の基準点からの距離)を示す。また、各グラフにおいて、各点光源からの光の光量が最大(極大)となる位置は、それぞれ、その点光源の位置に相当する。
【0146】
次に、点光源のピッチPsを変え、各ピッチPsにおける光量比b/aを求めた。
【0147】
この結果を図11に示す。すなわち、図11は、点光源のピッチPsと、光量比b/aとの関係を示すグラフである。なお、このグラフの縦軸は、光量比b/aを示し、横軸は、点光源のピッチPsを示す。
【0148】
光量比b/aが0.99以上となるのは、点光源のピッチPsが1.8σ以下のときである。
【0149】
図9および図11に示すように、点光源のピッチPsを2.5σとした場合は、各点光源からの光を重ね合わせたときの光量に、若干ムラが生じる。すなわち、光量比b/aは、約0.84となる。
【0150】
一方、図10および図11に示すように、点光源のピッチPsを1.7σとした場合は、各点光源からの光を重ね合わせたときの光量は、均一になる。すなわち、光量比b/aは、約1となる。この場合には、極めて均質な表示を行うことができる。
【0151】
以上説明したように、この第3実施形態の表示装置1によれば、開口25のピッチPsを前述のように設定するので、開口45間(画素間)の明るさのばらつきを低減、または無くすことができ、これにより、表示ムラを低減、または無くすことができる。すなわち、均質な表示を行うことができる。
【0152】
また、この表示装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果も得られる。
【0153】
次に、本発明の電気光学装置の第4実施形態について説明する。
この第4実施形態は、光源手段2の開口(点光源の投光部)25からの光が液晶パネル(光変調素子)4の各開口(透光窓部)45を貫く平面(面)71上に結像し(図8参照)、平面71におけるその開口25の像(平面71上の光の照射領域)と開口45とが重なった部分の面積が、開口25の像と開口45とが平面71内の所定方向(平面71内の第1の方向および第1の方向に対して垂直な第2の方向)に相対的にずれた場合でも可及的に変化しないよう構成されている。以下、具体的に説明する。
【0154】
図12および図13は、それぞれ、本発明の電気光学装置の第4実施形態であって、その液晶パネル(光変調素子)の開口(透光窓部)と、液晶パネルの各開口を貫く平面(面)における光源手段の開口(点光源の投光部)の像とを模式的に示す平面図である。
【0155】
なお、図12および図13中、光源手段の開口(点光源の投光部)の像の部分を斜線で示す。また、図12および図13中、横方向を平面71内の第1の方向、縦方向を平面71内の第2の方向(第1の方向に対して垂直な方向)として説明する。
【0156】
以下、第4実施形態の表示装置(電気光学装置)1について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【0157】
なお、この第4実施形態の表示装置1は、例えば、前述した第1実施形態のような半透過半反射型の液晶パネル(光変調素子)4を備えた半透過半反射型表示装置であってもよく、また、例えば、前述した第2実施形態のような透過型の液晶パネル(光変調素子)4aを備えた透過型表示装置であってもよい。
【0158】
図12に示すように、この第4実施形態の表示装置1は、光源手段2の開口(点光源の投光部)25からの光が液晶パネル(光変調素子)4の各開口(透光窓部)45を貫く平面(面)71上に結像し(図8参照)、平面71におけるその開口25の像(照射領域)26が、開口45に包含されるよう構成されている。すなわち、開口25の像26が開口45に包含されるように、開口25および45の形状、寸法、配置等の諸条件がそれぞれ設定されている。
【0159】
本実施形態では、開口45の形状は、長方形であり、その短辺451および453は、第1の方向と略平行であり、長辺452および454は、第1の方向に対して垂直な第2の方向と略平行である。
【0160】
また、本実施形態では、開口25の形状、すなわち、開口25の像26の形状は、長方形であり、その短辺261および263は、第1の方向と略平行であり、長辺262および264は、第2の方向と略平行である。
【0161】
従って、開口45の短辺(一辺)451と、開口25の像26の短辺(一辺)261とは、略平行である。
【0162】
図12は、開口25の像26の中心と開口45の中心とが一致している状態(像26が開口45に対して理想的な位置に位置している状態)を示し、図13は、開口25の像26の中心と開口45の中心とがずれた状態を示す。
【0163】
この表示装置1では、図13に示すように、開口25からの光の集光位置にずれが生じ、開口25の像26の中心と開口45の中心とがずれたとしても、像26が開口45からはみ出すのが阻止(防止)、または抑制される。
【0164】
これにより、開口45間(画素間)の明るさのばらつきを低減、または無くすことができ、均質な表示を行うことができる。
【0165】
また、図12に示すように、平面71における開口25の像26の第1の方向の長さ(短辺261の長さ)L3と開口45の第1の方向の長さ(短辺451の長さ)L1との差と、平面71における開口25の像26の第1の方向に対して垂直な第2の方向の長さ(長辺262の長さ)L4と開口45の第2の方向の長さ(長辺452の長さ)L2との差とが実質的に等しい。
【0166】
このように長さL3とL1との差と、長さL4とL2との差とを略等しくすることにより、開口25の像26の中心と開口45の中心とが一致している図12に示す状態から、像26と開口45とが第1の方向にずれたときに、像26が開口45から第1の方向にはみ出すまでの第1の方向へのずれ量と、像26と開口45とが第2の方向にずれたときに、像26が開口45から第2の方向にはみ出すまでの第2の方向へのずれ量とが略均等になる。このため、像26が開口45からはみ出し難くなり、開口45間(画素間)の明るさのばらつきをさらに低減、または無くすことができ、これにより、より均質な表示を行うことができる。
【0167】
以上説明したように、この第4実施形態の表示装置1によれば、平面71上において、開口25の像26が開口45に包含されており、開口25の像26と開口45とが重なった部分の面積が、開口25の像26と開口45とが第1の方向や第2の方向にずれた場合でも変化しないので、例えば、製造過程での誤差、位置ずれ、熱膨張、経時変化等によって開口25からの光の集光位置に多少のずれが生じたとしても、開口45間(画素間)の明るさのばらつきを低減、または無くすことができ、これにより、表示ムラを低減、または無くすことができる。すなわち、均質な表示を行うことができる。
【0168】
また、開口25の像26が開口45に包含されているので、光源手段2から発せられる光の使用効率は、極めて高く、光の使用効率を優先する場合に有利である。
【0169】
また、この表示装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果も得られる。
【0170】
ここで、前記第4実施形態の表示装置1においても、前述した第3実施形態と同様に、開口(点光源の投光部)25のピッチPsは、マイクロレンズアレイ31(マイクロレンズアレイ板3)を設けない状態において、各開口45を貫く平面71における複数の開口25からの光の光量が実質的に均一になるように設定されるのが好ましい。なお、この場合の構成や効果は、前述した第3実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0171】
なお、本発明では、開口45の形状および開口25の形状(開口25の像26の形状)は、それぞれ、長方形に限らず、例えば、正方形、円、楕円等、他の形状でもよい。
【0172】
また、本発明では、開口45の形状と、開口25の形状(開口25の像26の形状)とは、相似形状(同一)であってもよく、また、異なっていてもよい。
【0173】
次に、本発明の電気光学装置の第5実施形態について説明する。
この第5実施形態は、光源手段2の開口(点光源の投光部)25からの光が液晶パネル(光変調素子)4の各開口(透光窓部)45を貫く平面(面)71上に結像し(図8参照)、平面71におけるその開口25の像(平面71上の光の照射領域)と開口45とが重なった部分の面積が、開口25の像と開口45とが平面71内の所定方向(平面71内の第1の方向および第1の方向に対して垂直な第2の方向)に相対的にずれた場合でも可及的に変化しないよう構成されている。以下、具体的に説明する。
【0174】
図14および図15は、それぞれ、本発明の電気光学装置の第5実施形態であって、その液晶パネル(光変調素子)の開口(透光窓部)と、液晶パネルの各開口を貫く平面(面)における光源手段の開口(点光源の投光部)の像とを模式的に示す平面図である。
【0175】
なお、図14および図15中、光源手段の開口(点光源の投光部)の像の部分を斜線で示す。また、図14および図15中、横方向を平面71内の第1の方向、縦方向を平面71内の第2の方向(第1の方向に対して垂直な方向)として説明する。
【0176】
以下、第5実施形態の表示装置(電気光学装置)1について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【0177】
なお、この第5実施形態の表示装置1は、例えば、前述した第1実施形態のような半透過半反射型の液晶パネル(光変調素子)4を備えた半透過半反射型表示装置であってもよく、また、例えば、前述した第2実施形態のような透過型の液晶パネル(光変調素子)4aを備えた透過型表示装置であってもよい。
【0178】
図14に示すように、この第5実施形態の表示装置1は、光源手段2の開口(点光源の投光部)25からの光が液晶パネル(光変調素子)4の各開口(透光窓部)45を貫く平面(面)71上に結像し(図8参照)、開口45が平面71における開口25の像(照射領域)26に包含されるよう構成されている。すなわち、開口45が開口25の像26に包含されるように、開口25および45の形状、寸法、配置等の諸条件がそれぞれ設定されている。
【0179】
本実施形態では、開口45の形状は、長方形であり、その短辺451および453は、第1の方向と略平行であり、長辺452および454は、第1の方向に対して垂直な第2の方向と略平行である。
【0180】
また、本実施形態では、開口25の形状、すなわち、開口25の像26の形状は、長方形であり、その短辺261および263は、第1の方向と略平行であり、長辺262および264は、第2の方向と略平行である。
【0181】
従って、開口45の短辺(一辺)451と、開口25の像26の短辺(一辺)261とは、略平行である。
【0182】
図14は、開口25の像26の中心と開口45の中心とが一致している状態(像26が開口45に対して理想的な位置に位置している状態)を示し、図15は、開口25の像26の中心と開口45の中心とがずれた状態を示す。
【0183】
この表示装置1では、図15に示すように、開口25からの光の集光位置にずれが生じ、開口25の像26の中心と開口45の中心とがずれたとしても、開口45が像26からはみ出すのが阻止(防止)、または抑制される。
【0184】
これにより、開口45間(画素間)の明るさのばらつきを低減、または無くすことができ、均質な表示を行うことができる。
【0185】
また、図14に示すように、平面71における開口25の像26の第1の方向の長さ(短辺261の長さ)L3と開口45の第1の方向の長さ(短辺451の長さ)L1との差と、平面71における開口25の像26の第1の方向に対して垂直な第2の方向の長さ(長辺262の長さ)L4と開口45の第2の方向の長さ(長辺452の長さ)L2との差とが実質的に等しい。
【0186】
このように長さL3とL1との差と、長さL4とL2との差とを略等しくすることにより、開口25の像26の中心と開口45の中心とが一致している図14に示す状態から、像26と開口45とが第1の方向にずれたときに、開口45が像26から第1の方向にはみ出すまでの第1の方向へのずれ量と、像26と開口45とが第2の方向にずれたときに、開口45が像26から第2の方向にはみ出すまでの第2の方向へのずれ量とが略均等になる。このため、開口45が像26からはみ出し難くなり、開口45間(画素間)の明るさのばらつきをさらに低減、または無くすことができ、これにより、より均質な表示を行うことができる。
【0187】
以上説明したように、この第4実施形態の表示装置1によれば、平面71上において、開口45が開口25の像26に包含されており、開口25の像26と開口45とが重なった部分の面積が、開口25の像26と開口45とが第1の方向や第2の方向にずれた場合でも変化しないので、例えば、製造過程での誤差、位置ずれ、熱膨張、経時変化等によって開口25からの光の集光位置に多少のずれが生じたとしても、開口45間(画素間)の明るさのばらつきを低減、または無くすことができ、これにより、表示ムラを低減、または無くすことができる。すなわち、均質な表示を行うことができる。
【0188】
また、開口45が開口25の像26に包含されているので、開口45に集光すする光の光量を大きくすることができ、このため、輝度を優先する場合に有利である。
【0189】
また、この表示装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果も得られる。
【0190】
ここで、前記第5実施形態の表示装置1においても、前述した第3実施形態と同様に、開口(点光源の投光部)25のピッチPsは、マイクロレンズアレイ31(マイクロレンズアレイ板3)を設けない状態において、各開口45を貫く平面71における複数の開口25からの光の光量が実質的に均一になるように設定されるのが好ましい。なお、この場合の構成や効果は、前述した第3実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0191】
なお、本発明では、開口45の形状および開口25の形状(開口25の像26の形状)は、それぞれ、長方形に限らず、例えば、正方形、円、楕円等、他の形状でもよい。
【0192】
また、本発明では、開口45の形状と、開口25の形状(開口25の像26の形状)とは、相似形状(同一)であってもよく、また、異なっていてもよい。
【0193】
次に、本発明の電気光学装置の第6実施形態について説明する。
この第6実施形態は、光源手段2の開口(点光源の投光部)25からの光が液晶パネル(光変調素子)4の各開口(透光窓部)45を貫く平面(面)71上に結像し(図8参照)、平面71におけるその開口25の像(平面71上の光の照射領域)と開口45とが重なった部分の面積が、開口25の像と開口45とが平面71内の所定方向(平面71内の第1の方向および第1の方向に対して垂直な第2の方向)に相対的にずれた場合でも可及的に変化しないよう構成されている。以下、具体的に説明する。
【0194】
図16および図17は、それぞれ、本発明の電気光学装置の第6実施形態であって、その液晶パネル(光変調素子)の開口(透光窓部)と、液晶パネルの各開口を貫く平面(面)における光源手段の開口(点光源の投光部)の像とを模式的に示す平面図である。
【0195】
なお、図16および図17中、光源手段の開口(点光源の投光部)の像の部分を斜線で示す。また、図16および図17中、横方向を平面71内の第1の方向、縦方向を平面71内の第2の方向(第1の方向に対して垂直な方向)として説明する。
【0196】
以下、第6実施形態の表示装置(電気光学装置)1について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【0197】
なお、この第6実施形態の表示装置1は、例えば、前述した第1実施形態のような半透過半反射型の液晶パネル(光変調素子)4を備えた半透過半反射型表示装置であってもよく、また、例えば、前述した第2実施形態のような透過型の液晶パネル(光変調素子)4aを備えた透過型表示装置であってもよい。
【0198】
図16に示すように、この第6実施形態の表示装置1は、光源手段2の開口(点光源の投光部)25からの光が液晶パネル(光変調素子)4の各開口(透光窓部)45を貫く平面(面)71上に結像し(図8参照)、第1の方向において、開口45が開口25の像(照射領域)26に包含され、かつ、第1の方向に対して垂直な第2の方向において、開口25の像26が開口45に包含されるよう構成されている。すなわち、第1の方向において、開口45が開口25の像26に包含され、かつ、第2の方向において、開口25の像26が開口45に包含されるように、開口25および45の形状、寸法、配置等の諸条件がそれぞれ設定されている。
【0199】
本実施形態では、開口45の形状は、長方形であり、その短辺451および453は、第1の方向と略平行であり、長辺452および454は、第1の方向に対して垂直な第2の方向と略平行である。すなわち、開口45の輪郭は、第2の方向と略平行な一対の直線状の部分(長辺452および454)を有する。
【0200】
また、本実施形態では、開口25の形状、すなわち、開口25の像26の形状は、長方形であり、その短辺261および263は、第2の方向と略平行であり、長辺262および264は、第1の方向と略平行である。すなわち、開口25の像26の輪郭は、第1の方向と略平行な一対の直線状の部分(長辺262および264)を有する。
【0201】
従って、開口45の短辺(一辺)451と、開口25の像26の長辺(一辺)262とは、略平行である。
【0202】
また、開口25の像26の第1の方向の長さ(長辺262の長さ)L5は、開口45の第1の方向の長さ(短辺451の長さ)L1より長く、かつ、開口25の像26の第1の方向に対して垂直な第2の方向の長さ(短辺261の長さ)L6は、開口45の第2の方向の長さ(長辺452の長さ)L2より短い。
【0203】
図16は、開口25の像26の中心と開口45の中心とが一致している状態(像26が開口45に対して理想的な位置に位置している状態)を示し、図17は、開口25の像26の中心と開口45の中心とがずれた状態を示す。
【0204】
この表示装置1では、図17に示すように、開口25からの光の集光位置にずれが生じ、開口25の像26の中心と開口45の中心とがずれたとしても、第1の方向において、開口45が像26からはみ出すのが阻止(防止)または抑制され、かつ、第2の方向において、像26が開口45からはみ出すのが阻止(防止)または抑制される。
【0205】
しかも、開口25の像26の輪郭は、第1の方向と略平行な一対の直線状の部分(長辺262および264)を有しているので、像26と開口45とが第1の方向にずれたときに、像26と開口45とが重なった部分の面積は変化しない。
【0206】
同様に、開口45の輪郭は、第2の方向と略平行な一対の直線状の部分(長辺452および454)を有しているので、像26と開口45とが第2の方向にずれたときに、像26と開口45とが重なった部分の面積は変化しない。
【0207】
これにより、開口45間(画素間)の明るさのばらつきを低減、または無くすことができ、均質な表示を行うことができる。
【0208】
以上説明したように、この第6実施形態の表示装置1によれば、第1の方向において、開口45が開口25の像26に包含され、かつ、第2の方向において、開口25の像26が開口45に包含されており、開口25の像26と開口45とが重なった部分の面積が、開口25の像26と開口45とが第1の方向や第2の方向にずれた場合でも変化しないので、例えば、製造過程での誤差、位置ずれ、熱膨張、経時変化等によって開口25からの光の集光位置に多少のずれが生じたとしても、開口45間(画素間)の明るさのばらつきを低減、または無くすことができ、これにより、表示ムラを低減、または無くすことができる。すなわち、均質な表示を行うことができる。
【0209】
また、この表示装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果も得られる。
【0210】
ここで、前記第6実施形態の表示装置1においても、前述した第3実施形態と同様に、開口(点光源の投光部)25のピッチPsは、マイクロレンズアレイ31(マイクロレンズアレイ板3)を設けない状態において、各開口45を貫く平面71における複数の開口25からの光の光量が実質的に均一になるように設定されるのが好ましい。なお、この場合の構成や効果は、前述した第3実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0211】
なお、本発明では、開口45の形状および開口25の形状(開口25の像26の形状)は、それぞれ、長方形に限らず、例えば、正方形等、他の形状でもよい。但し、前記長方形、正方形等の四角形が好ましく、特に、長方形または正方形が好ましい。
【0212】
また、本発明では、開口45の形状と、開口25の形状(開口25の像26の形状)とは、相似形状(同一)であってもよく、また、異なっていてもよい。
【0213】
以上、本発明の電気光学装置を、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【0214】
例えば、本発明では、前記各実施形態の任意の2以上の構成を適宜組み合わせてもよい。
【0215】
また、前記実施形態では、光変調素子として、透過型の液晶パネルまたは半透過半反射型の液晶パネルを用いているが、本発明では、光変調素子は、液晶パネルには限定されない。
【0216】
また、本発明の電気光学装置は、複数色を表示し得る電気光学装置、例えば、フルカラーの電気光学装置であってもよく、また、モノクロの電気光学装置であってもよい。
【0217】
本発明は、各種電子機器に適用することができる。例えば、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ等のパーソナルコンピュータのモニタ(ディスプレイ)、テレビジョンのモニタ、テレビ電話のモニタ、携帯電話(PHSを含む)、電子手帳、電子辞書、電子カメラ(ディジタルスチルカメラ)、ビデオカメラ等の携帯用電子装置のモニタ等の各種電子装置の直視型表示装置や、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
【0218】
以下、上述したような表示装置(電気光学装置)1を備える本発明の電子機器について、図18〜図20に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
【0219】
図18は、前述の表示装置を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
【0220】
このパーソナルコンピュータ1100においては、表示ユニット1106が前述の表示装置(電気光学装置)1を備えている。
【0221】
図19は、前述の表示装置をその表示部に適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204、送話口1206とともに、前述の表示装置(電気光学装置)1を備えている。
【0222】
図20は、前述の表示装置をそのファインダに適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
【0223】
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
【0224】
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、前述の表示装置(電気光学装置)1が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており表示装置1は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
【0225】
ケース1302の内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
【0226】
また、ケース1302の正面側(図20においては裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
【0227】
撮影者が表示装置1に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
【0228】
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図20に示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピュータ1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板1308のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピュータ1440に出力される構成になっている。
【0229】
なお、本発明の電気光学装置を適用し得る電子機器としては、図18のパーソナルコンピュータ、図19の携帯電話、図20のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部、モニタ部として、前述した表示装置(電気光学装置)が適用可能なことは言うまでもない。
【0230】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、光源から発せられる光を効率良く透光窓部に集光させることができ、これにより、光源から発せられる光の使用効率を向上させることができる。
【0231】
特に、光源からの光の使用効率が極めて高い、バックライト方式の表示装置(直視型表示装置)を実現することができる。
【0232】
また、光変調素子を半透過半反射型液晶パネルで構成した場合には、反射膜(反射板)の面積を大きくし、その反射膜に設けられた開口(透光窓部)の面積を小さくしても、光源からの光を効率良く前記開口に集光させることができるので、前記開口を透過する光の光量を大きくすることができ、これにより、外光の反射率、光源からの光の透過率がともに高い、半透過半反射型の液晶表示装置を実現することができる。
【0233】
また、点光源のピッチを、マイクロレンズアレイを設けない状態において、光変調素子の各透光窓部を貫く面における複数の点光源からの光の光量が実質的に均一になるように設定した場合には、画素(透光窓部)間の光量差を小さく、または無くすことができ、これにより、均質な表示を行うことができる。
【0234】
また、点光源からの光が各透光窓部を貫く面上に結像し、前記面における点光源の像と透光窓部とが重なった部分の面積が、点光源の像と透光窓部とが相対的にずれた場合でも可及的に変化しないよう構成されている場合には、例えば、製造過程での誤差、位置ずれ、熱膨張、経時変化等によって点光源からの光の集光位置に多少のずれが生じたとしても、画素(透光窓部)間の光量差を小さく、または無くすことができ、これにより、均質な表示を行うことができる。
また、本発明は、各種電子機器に適用することができ、その利用範囲が広い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電気光学装置の第1実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図2】 図1に示す表示装置において、光源部から発せられた光が、ハウジングの開口から出射するまでの経路(1回反射で出射)を模式的に示す図である。
【図3】 図1に示す表示装置において、光源部から発せられた光が、ハウジングの開口から出射するまでの経路(3回反射で出射)を模式的に示す図である。
【図4】 図1に示す表示装置において、光源部から発せられた光が、ハウジングの開口から出射するまでの経路(4回反射で出射)を模式的に示す図である。
【図5】 図1に示す表示装置において、式1、式2および式3の条件を満たし、かつ、n=1の場合における、光源手段の開口と、マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、液晶パネルの開口との配置(Ls=La)を模式的に示す図である。
【図6】 図1に示す表示装置において、式1、式2および式3の条件を満たし、かつ、n=1の場合における、光源手段の開口と、マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、液晶パネルの開口との配置(Ls>La)を模式的に示す図である。
【図7】 本発明の電気光学装置の第2実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図8】 本発明の電気光学装置の第3実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図9】 点光源のピッチPsを2.5(2.5σ)とした場合の、各点光源からの光の光量分布と、各点光源からの光を重ね合わせたときの光量分布とを示すグラフである。
【図10】 点光源のピッチPsを1.7(1.7σ)とした場合の、各点光源からの光の光量分布と、各点光源からの光を重ね合わせたときの光量分布とを示すグラフである。
【図11】 点光源のピッチPsと、光量比b/aとの関係を示すグラフである。
【図12】 本発明の電気光学装置の第4実施形態であって、その液晶パネルの開口と、液晶パネルの各開口を貫く平面における光源手段の開口の像とを模式的に示す平面図である。
【図13】 本発明の電気光学装置の第4実施形態であって、その液晶パネルの開口と、液晶パネルの各開口を貫く平面における光源手段の開口の像とを模式的に示す平面図である。
【図14】 本発明の電気光学装置の第5実施形態であって、その液晶パネルの開口と、液晶パネルの各開口を貫く平面における光源手段の開口の像とを模式的に示す平面図である。
【図15】 本発明の電気光学装置の第5実施形態であって、その液晶パネルの開口と、液晶パネルの各開口を貫く平面における光源手段の開口の像とを模式的に示す平面図である。
【図16】 本発明の電気光学装置の第6実施形態であって、その液晶パネルの開口と、液晶パネルの各開口を貫く平面における光源手段の開口の像とを模式的に示す平面図である。
【図17】 本発明の電気光学装置の第6実施形態であって、その液晶パネルの開口と、液晶パネルの各開口を貫く平面における光源手段の開口の像とを模式的に示す平面図である。
【図18】 本発明の実施形態にかかる電気光学装置を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータ(電子機器)の構成の例を示す斜視図である。
【図19】 本発明の実施形態にかかる電気光学装置をその表示部に適用した携帯電話機(電子機器)の構成の例を示す斜視図である。
【図20】 本発明の実施形態にかかる電気光学装置をそのファインダに適用したディジタルスチルカメラ(電子機器)の構成の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 表示装置(電気光学装置)
2 光源手段
21 光源部
22 ハウジング
221 壁部
23 突起
24 反射膜
25 開口
26 像
261、263 短辺
262、264 長辺
3 マイクロレンズアレイ板
30 基板
31 マイクロレンズアレイ
32 マイクロレンズ
4、4a 液晶パネル
40 透明電極
41 基板
42 透明電極
43 液晶層
44 反射膜
45 開口
451、453 短辺
452、454 長辺
46 基板
47、48 偏光板
49 ブラックマトリックス
491 開口
5 接着剤層
61〜64 光
71 平面
1100 パーソナルコンピュータ
1102 キーボード
1104 本体部
1106 表示ユニット
1200 携帯電話機
1202 操作ボタン
1204 受話口
1206 送話口
1300 ディジタルスチルカメラ
1302 ケース(ボディー)
1304 受光ユニット
1306 シャッタボタン
1308 回路基板
1312 ビデオ信号出力端子
1314 データ通信用の入出力端子
1430 テレビモニタ
1440 パーソナルコンピュータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electro-optical device and an electronic apparatus including the same.
[0002]
[Prior art]
Electronic devices such as personal computers and portable devices are required to be small and thin, and large-scale light sources with high directivity are used as light sources for display devices (electro-optical devices) of such electronic devices. Is very disadvantageous (not actually used).
[0003]
For this reason, for example, a liquid crystal display device uses a method in which light from a light source is guided to the back surface of the liquid crystal panel by a light guide, and the liquid crystal panel is illuminated from the back surface using a reflector, a scattering plate, a prism sheet, or the like .
[0004]
However, the conventional display device has the following problems.
For example, in the case of a display device having a transmissive or transflective liquid crystal panel and a backlight (light source), a portion that does not transmit light is formed by a drive circuit of the liquid crystal panel or a reflective plate (reflective electrode). Is done. The light emitted from the light source, reflected by the portion through which the light does not pass, and returned is absorbed by any part and cannot be used. For this reason, the use efficiency of the light from a light source is low.
[0005]
Moreover, although the directivity of light can be improved by using a prism sheet, even if the directivity is improved, the range is about ± 30 ° at most. For this reason, even if a microlens array is used, the light from a light source cannot be efficiently condensed on the transparent window part of a liquid crystal panel.
[0006]
In particular, a transflective liquid crystal panel may be illuminated with light transmitted through a pinhole-shaped opening (translucent window portion) provided in the reflector. In this case, incident external light Of these, the ratio of the light reflected by the reflector (hereinafter simply referred to as “reflectance”) and the ratio of the light from the light source that passes through the aperture (hereinafter simply referred to as “transmittance”) , Respectively, determined by the ratio between the area of the reflector and the area of the opening. For this reason, if the area of the opening is increased in order to increase the transmittance, the area of the reflector is decreased, and the reflectance is decreased. Conversely, if the area of the opening is decreased in order to increase the reflectance, The transmittance is reduced (a trade-off relationship).
[0007]
As described above, in the conventional display device (electro-optical device), the light from the light source cannot be efficiently collected on the transparent window portion, and the use efficiency of the light emitted from the light source is low.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to use light emitted from a light sourceIn particular, even if there is a slight shift in the light collection position from the light source due to errors in the manufacturing process, displacement, thermal expansion, changes over time, etc. Variability can be reduced or eliminatedAn electro-optical device and an electronic apparatus including the same are provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Such purposes are as follows (1) to (24This is achieved by the present invention.
[0010]
(1) An electro-optical device having a plurality of point light sources, a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged, and a light modulation element having a plurality of light-transmissive windows,
The microlens array is configured so that light from the plurality of point light sources is condensed on the translucent window portion.And
The light from the point light source forms an image on a surface that passes through each of the light transmitting window portions, and the length in the first direction of the image of the point light source on the surface is the first length of the light transmitting window portion. The length in the second direction that is longer than the length in the direction and perpendicular to the first direction of the image of the point light source on the surface is greater than the length in the second direction of the light-transmitting window portion. Configured to be shorterAn electro-optical device.
[0011]
(2) An electro-optical device having a plurality of point light sources, a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged, and a light modulation element having a plurality of light-transmissive windows,
The point light source, the microlens of the microlens array, and the translucent window portion are arranged so that light from the plurality of point light sources is condensed on the translucent window portion by the microlens array. TheAnd
The light from the point light source forms an image on a surface that passes through each of the light transmitting window portions, and the length in the first direction of the image of the point light source on the surface is the first length of the light transmitting window portion. The length in the second direction that is longer than the length in the direction and perpendicular to the first direction of the image of the point light source on the surface is greater than the length in the second direction of the light-transmitting window portion. Configured to be shorterAn electro-optical device.
[0012]
(3) An electro-optical device having a plurality of point light sources, a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged, and a light modulation element having a plurality of light-transmissive windows,
The point light source, the microlens of the microlens array, and the light transmitting window so that the microlens of the microlens array focuses light from the plurality of point light sources on the light transmitting window portions. Part and are arrangedAnd
The light from the point light source forms an image on a surface that passes through each of the light transmitting window portions, and the length in the first direction of the image of the point light source on the surface is the first length of the light transmitting window portion. The length in the second direction that is longer than the length in the direction and perpendicular to the first direction of the image of the point light source on the surface is greater than the length in the second direction of the light-transmitting window portion. Configured to be shorterAn electro-optical device.
[0013]
(4)Light from the point light source forms an image on a surface that passes through each of the light transmitting window portions, and the light transmitting window portion is included in the image of the point light source on the surface in the first direction within the surface. And, in the second direction perpendicular to the first direction in the plane, the image of the point light source on the plane is configured to be included in the transparent window portion (1) The electro-optical device according to any one of (1) to (3).
[0014]
(5)5. The electro-optical device according to any one of (1) to (4), wherein an outline of the image of the point light source on the surface has a pair of linear portions substantially parallel to the first direction.
[0015]
(6)The electro-optical device according to any one of (1) to (5), wherein an outline of the light transmission window portion includes a pair of linear portions substantially parallel to the second direction.
[0016]
(7)The pitch of the point light source is Ps, the pitch of the transparent window portion is Pa, the pitch of the micro lens of the micro lens array is PL, the optical distance between the point light source and the micro lens array is Ls, and the micro The electro-optical device according to any one of (1) to (6), wherein the optical distance between the lens array and the light transmission window portion is La, and is configured to satisfy a condition represented by the following formula: .
PL = { Ps · Pa / (Ps + Pa) } ・ N (where n is a natural number)
La / Ls = Pa / Ps
[0017]
(8)The pitch of the point light source is Ps, the pitch of the transparent window portion is Pa, the pitch of the micro lens of the micro lens array is PL, the optical distance between the point light source and the micro lens array is Ls, and the micro The electro-optical device according to any one of (1) to (6), wherein the optical distance between the lens array and the light transmission window portion is La, and is configured to satisfy a condition represented by the following formula: .
PL = { Ps · Pa / (Ps + Pa) } ・ N (where n is a natural number excluding 2)
La / Ls = Pa / Ps
[0018]
(9)The electro-optical device according to (7) or (8), wherein the pitch Ps of the point light sources is larger than the pitch Pa of the light transmitting window portion.
[0019]
(10)The electro-optical device according to (7) or (8), wherein the pitch Ps of the point light sources is equal to the pitch Pa of the light transmission window portions.
[0020]
(11)The pitch of the point light sources is set so that the amount of light from the plurality of point light sources is substantially uniform on the surface that penetrates each light-transmitting window portion when the microlens array is not provided. The electro-optical device according to any one of (1) to (10) above.
[0021]
(12)In a state where the microlens array is not provided, when the standard deviation of the light amount distribution of the light from the point light source on the surface passing through each light transmission window is σ, the pitch of the point light source is 2.3σ or less. The electro-optical device according to any one of (1) to (10).
[0022]
(13)In the state where the microlens array is not provided, when the maximum value of the light amount of the light from the plurality of point light sources on the surface passing through each light transmission window is a and the minimum value is b, the pitch of the point light sources is The electro-optical device according to any one of (1) to (10), wherein the light quantity ratio b / a is set to be 0.9 or more.
[0023]
(14)The light from the point light source forms an image on a surface passing through each of the light transmitting window portions, and the area of the portion where the image of the point light source and the light transmitting window portion overlap on the surface is the image of the point light source. The electro-optical device according to any one of (1) to (13), wherein the electro-optical device is configured not to change as much as possible even when the light transmission window portion and the light transmission window portion are relatively displaced.
[0024]
(15)The area of the surface where the image of the point light source and the transparent window portion overlap is such that the image of the point light source and the transparent window portion are in the first direction in the plane and / or the first. The electro-optical device according to (14), wherein the electro-optical device is configured so as not to change as much as possible even when it is shifted relative to a second direction perpendicular to the direction.
[0025]
(16)The shape of the translucent window portion is substantially square or substantially rectangular, and the shape of the image of the point light source on the surface is substantially square or substantially rectangular, according to any one of the above (1) to (15). Electro-optic device.
[0026]
(17)The electro-optical device according to (16), wherein a predetermined one side of the light transmission window portion and a predetermined one side of the image of the point light source on the surface are substantially parallel.
[0027]
(18)The electro-optical device according to any one of (1) to (17), wherein the micro lens array is a micro Fresnel lens array.
[0028]
(19)The electro-optical device according to any one of (1) to (18), wherein the microlens array is formed by injection molding or a 2P method.
[0029]
(20)The electro-optical device according to any one of (1) to (19), wherein the light modulation element is a transmissive liquid crystal panel or a transflective liquid crystal panel.
[0030]
(21)The electro-optical device according to any one of (1) to (19), wherein the light modulation element is a transflective liquid crystal panel.
[0031]
(22)The electro-optical device according to any one of (1) to (21), which is a direct-view or projection-type display device.
[0032]
(23)An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to any one of (1) to (22).
[0033]
(24)The electronic device according to (23), wherein the electronic device is a personal computer, a mobile phone, or a digital still camera.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an electro-optical device and an electronic apparatus according to the invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
[0039]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the first embodiment of the electro-optical device of the invention. In addition, in order to avoid that a figure becomes complicated, the oblique line which shows that it is a cross section is abbreviate | omitted in FIG. Further, in FIG. 1, only the main optical axis of light passing through the center of the
[0040]
A display device (electro-optical device) 1 shown in FIG. 1 is a transflective display device, and includes a light source means 2 that is a backlight, a
[0041]
The light source means 2 is located on the lower side in FIG. 1, the
[0042]
The light source means 2 and the
[0043]
Further, the
[0044]
The light source means 2 includes a
[0045]
A plurality of openings (pinholes) 25 are formed in a matrix in the
[0046]
In addition, a
[0047]
Almost all of the light emitted from the
[0048]
Therefore, in the light source means 2, the light emitting unit (portion that emits light) of the point light source is configured by the
[0049]
The
[0050]
The
[0051]
As the
[0052]
Thereby, the thickness of the microlens array 31 (microlens 32) can be reduced, which is advantageous for miniaturization and thinning.
[0053]
The higher the refractive index of the constituent material of the microlens array 31 (microlens 32), the better. In addition, the refractive index of a general optical material is about 1.45 to 1.65.
[0054]
The
[0055]
The constituent material of the
[0056]
Further, the
[0057]
The molding method of the
[0058]
By forming the
In particular, in the case of injection molding, the cost can be reduced as compared with the 2P method.
[0059]
In the case of the 2P method, in particular, when a pattern is formed on the glass substrate by the 2P method (in the case of the glass 2P method), the use temperature is wider than that of the injection molding, which is preferable.
[0060]
The
[0061]
The
[0062]
The liquid crystal of the
[0063]
The
[0064]
The
[0065]
The
[0066]
The
Moreover, the board |
[0067]
A
[0068]
Note that a switching element can be provided on one substrate corresponding to one pixel. The switching element is connected to a control circuit (not shown) and controls a current supplied to the
[0069]
The
[0070]
Thereby, in each pixel, switching between transmission and blocking of light and adjustment of luminance can be arbitrarily performed.
[0071]
As the switching element, for example, a thin film diode (TFD), a thin film transistor (TFT), or the like can be used. When a thin film transistor is used as the switching element, the transparent electrode on the substrate on which the thin film transistor is provided is provided, for example, in a dot shape corresponding to one pixel, and the transparent electrode on the opposite substrate is provided on the entire surface of the substrate.
[0072]
In this
[0073]
PL = {Ps · Pa / (Ps + Pa)} · n (where n is a natural number)
La / Ls = Pa /
In particular, in
[0074]
Here, the optical distance is a value obtained by grading the distance when the environment is assumed to be a vacuum, that is, the actual distance by the refractive index of the substance constituting the optical path.
[0075]
It is assumed that the conditions expressed by the
[0076]
Further, when the focal length of the
1 / Ls + 1 / La = 1 /
[0077]
The pitch Ps of the
[0078]
For example, in the case of a transflective display device of a portable electronic device, it is preferable to set as follows, for example.
[0079]
The pitch Ps of the openings (point light source projecting portions) 25 of the light source means 2 is preferably about 20 to 500 μm.
[0080]
Moreover, it is preferable that the pitch Pa of the opening (translucent window part) 45 of the
[0081]
The pitch PL of the
[0082]
The optical distance Ls between the opening 25 of the light source means 2 and the
[0083]
The optical distance La between the
[0084]
Further, the focal length f of the
[0085]
Note that the shape (planar shape), dimensions, and the like in plan view of the
[0086]
The shape of the
[0087]
The optical distances Ls and La can be adjusted, for example, by setting the thicknesses of the
[0088]
FIG. 5 and FIG. 6 respectively show the
[0089]
Here, the
[0090]
FIG. 5 shows a case where the optical distance Ls and the optical distance La are set equal, that is, the pitch Ps of the
[0091]
As shown in the figure, almost all of the light emitted from the
[0092]
For example, among the light emitted from the
[0093]
Similarly, among the light emitted from the
[0094]
Hereinafter, similarly, the light emitted from the third to
[0095]
That is, when focusing on the
[0096]
When attention is paid to the
[0097]
Thus, in this
[0098]
Further, since light from a plurality of (many)
[0099]
Moreover, in this
[0100]
In particular, since the exit angles θ1 and θ2 to the adjacent points are relatively small, the effect of the averaging is large, and it is not necessary to strictly adjust the positional relationship between the light source means 2 (each opening 25) and the
[0101]
Thereby, position adjustment can be performed easily, quickly and surely, and the productivity is good, which is advantageous for mass production.
[0102]
Also, by setting Ls and La equal, the focal length f of the
[0103]
Also, by setting n = 1, the pitch PL of the
[0104]
FIG. 6 shows a case where the optical distance Ls is set larger than the optical distance La, that is, a case where the pitch Ps of the
[0105]
In this case, as in the case where the optical distance Ls and the optical distance La are set equal, almost all of the light emitted from the
[0106]
Thus, when the optical distance Ls is set to be larger than the optical distance La, the pitch Ps of the openings (point light source projecting portions) 25 of the light source means 2 can be set to be relatively large (opening). Since the number of 25 can be relatively small), the manufacture is facilitated.
[0107]
Further, in the
[0108]
The ratio (S25 / S45) of the area (size) S25 of the
[0109]
Thereby, the light emitted from the light source means 2 (each opening 25) can be more efficiently condensed on the
[0110]
For example, in the case of a transflective display device, the area S25 of the
[0111]
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, light emitted from the
[0112]
The light emitted from the
In the present invention, the
[0113]
The light transmitted through the
[0114]
In this way, a predetermined image (electronic image) is displayed on the screen of the
[0115]
Further, since the
[0116]
When the outside is relatively dark, display can be performed by driving the light source means 2 and transmitting the light from the light source means 2 through the
[0117]
As described above, according to the
[0118]
That is, even if the area of the
[0119]
Moreover, in this
[0120]
In the present invention, the point light source is not limited to the configuration described above, and may be, for example, a light emitting diode (LED), a laser diode, an organic EL (Electro Luminescence) element, an inorganic EL element, or the like.
[0121]
When a laser diode is used as the point light source and a liquid crystal panel is used as the light modulation element, the polarizing plate can be omitted. Thereby, the use efficiency of the light from a point light source can further be improved, and the number of parts can be reduced.
[0122]
Next, a second embodiment of the electro-optical device according to the invention will be described.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the second embodiment of the electro-optical device of the invention. In addition, in order to avoid that a figure becomes complicated, the oblique line which shows that it is a cross section is abbreviate | omitted in FIG. Further, in FIG. 7, only the main optical axis of light passing through the center of the
[0123]
Hereinafter, the display device (electro-optical device) 1 according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
[0124]
The
[0125]
The
[0126]
The
[0127]
Further, the
[0128]
According to the
[0129]
That is, in this
[0130]
Next, a third embodiment of the electro-optical device according to the invention will be described.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the third embodiment of the electro-optical device of the invention. In addition, in order to avoid that a figure becomes complicated, the oblique line which shows that it is a cross section is abbreviate | omitted in FIG. Further, in FIG. 8, only the main optical axis of light passing through the center of the
[0131]
Hereinafter, the display device (electro-optical device) 1 according to the third embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
[0132]
The
[0133]
As in the first and second embodiments described above, the microlens array 31 (microlens array) is also used when the light emitted from the aperture (light projecting portion of the point light source) 25 is collected by the
[0134]
The pitch Ps of the openings (point light source projecting portions) 25 of the
[0135]
Thereby, the light quantity difference between the openings 45 (pixels) can be reduced or eliminated, and display unevenness can be reduced or eliminated. That is, a uniform display can be performed.
[0136]
Specifically, the pitch Ps of the
[0137]
In the state where the microlens array 31 (microlens array plate 3) is not provided, when the standard deviation of the light quantity distribution of the light from the
[0138]
In other words, when the microlens array 31 (microlens array plate 3) is not provided, the maximum value of the light amount from the plurality of
[0139]
Thereby, the light quantity difference between the openings 45 (pixels) can be further reduced or eliminated, and display with higher uniformity can be performed.
[0140]
The inventor performed a predetermined simulation for the
[0141]
The light quantity distribution in a plane perpendicular to the main optical axis of the light emitted from one
[0142]
Therefore, this simulation was performed using a Gaussian distribution having a standard deviation σ of “1” as a light amount distribution of light emitted from one point light source in a plane perpendicular to the main optical axis.
[0143]
First, assuming that a plurality of similar point light sources are arranged in a line at an equal pitch (pitch Ps), a plurality of Gaussian distributions (light quantity distributions) having the standard deviation σ of “1” are arranged at an equal pitch (pitch Ps). Were arranged in a row and the light intensity distributions were superimposed.
[0144]
FIG. 9 shows the light amount distribution of the light from each point light source and the light amount distribution when the light from each point light source is superimposed when the pitch Ps of the point light sources is 2.5 (2.5σ). The graph shown in FIG. 10 shows the light amount distribution when the point light source pitch Ps is 1.7 (1.7σ) and the light amount distribution from each point light source overlapped with the light from each point light source. It is a graph which shows distribution.
[0145]
Note that the vertical axis of each graph indicates the amount of light, and the horizontal axis indicates the position (distance from a predetermined reference point). In each graph, the position where the amount of light from each point light source is maximized (maximum) corresponds to the position of the point light source.
[0146]
Next, the light source ratio b / a at each pitch Ps was determined by changing the pitch Ps of the point light sources.
[0147]
The result is shown in FIG. That is, FIG. 11 is a graph showing the relationship between the point light source pitch Ps and the light quantity ratio b / a. In this graph, the vertical axis represents the light amount ratio b / a, and the horizontal axis represents the pitch Ps of the point light sources.
[0148]
The light quantity ratio b / a is 0.99 or more when the point light source pitch Ps is 1.8 σ or less.
[0149]
As shown in FIGS. 9 and 11, when the pitch Ps of the point light sources is set to 2.5σ, the amount of light when the light from each point light source is overlapped is slightly uneven. That is, the light amount ratio b / a is about 0.84.
[0150]
On the other hand, as shown in FIGS. 10 and 11, when the pitch Ps of the point light sources is 1.7σ, the light quantity when the light from each point light source is superimposed is uniform. That is, the light quantity ratio b / a is about 1. In this case, extremely uniform display can be performed.
[0151]
As described above, according to the
[0152]
Further, according to the
[0153]
Next, a fourth embodiment of the electro-optical device of the invention will be described.
In the fourth embodiment, a plane (surface) 71 through which light from an opening (light projecting portion of a point light source) 25 of the light source means 2 passes through each opening (translucent window portion) 45 of the liquid crystal panel (light modulation element) 4. An image is formed above (see FIG. 8), and the area of the portion where the image of the
[0154]
FIG. 12 and FIG. 13 are the fourth embodiment of the electro-optical device according to the present invention, respectively, and an opening (translucent window portion) of the liquid crystal panel (light modulation element) and a plane penetrating each opening of the liquid crystal panel. It is a top view which shows typically the image of the opening (light projection part of a point light source) of the light source means in (surface).
[0155]
In FIG. 12 and FIG. 13, the image portion of the opening of the light source means (the light projecting portion of the point light source) is indicated by hatching. 12 and 13, the horizontal direction is described as a first direction in the
[0156]
Hereinafter, the display device (electro-optical device) 1 according to the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and descriptions of similar matters will be omitted.
[0157]
The
[0158]
As shown in FIG. 12, in the
[0159]
In the present embodiment, the shape of the
[0160]
In the present embodiment, the shape of the
[0161]
Therefore, the short side (one side) 451 of the
[0162]
FIG. 12 shows a state in which the center of the
[0163]
In this
[0164]
Thereby, variation in brightness between the openings 45 (pixels) can be reduced or eliminated, and uniform display can be performed.
[0165]
Also, as shown in FIG. 12, the length in the first direction (length of the short side 261) L3 of the
[0166]
Thus, by making the difference between the lengths L3 and L1 and the difference between the lengths L4 and L2 substantially the same, the center of the
[0167]
As described above, according to the
[0168]
Further, since the
[0169]
Further, according to the
[0170]
Here, also in the
[0171]
In the present invention, the shape of the
[0172]
In the present invention, the shape of the
[0173]
Next, a fifth embodiment of the electro-optical device of the invention will be described.
In the fifth embodiment, a plane (surface) 71 through which light from the opening (light projecting portion of the point light source) 25 of the light source means 2 passes through each opening (translucent window portion) 45 of the liquid crystal panel (light modulation element) 4. An image is formed above (see FIG. 8), and the area of the portion where the image of the
[0174]
FIGS. 14 and 15 show a fifth embodiment of the electro-optical device of the present invention, respectively, and an opening (translucent window portion) of the liquid crystal panel (light modulation element) and a plane penetrating each opening of the liquid crystal panel. It is a top view which shows typically the image of the opening (light projection part of a point light source) of the light source means in (surface).
[0175]
14 and 15, the image portion of the opening of the light source means (the light projecting portion of the point light source) is indicated by hatching. 14 and 15, the horizontal direction is described as a first direction in the
[0176]
Hereinafter, the display device (electro-optical device) 1 according to the fifth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
[0177]
The
[0178]
As shown in FIG. 14, in the
[0179]
In the present embodiment, the shape of the
[0180]
In the present embodiment, the shape of the
[0181]
Therefore, the short side (one side) 451 of the
[0182]
FIG. 14 shows a state in which the center of the
[0183]
In this
[0184]
Thereby, variation in brightness between the openings 45 (pixels) can be reduced or eliminated, and uniform display can be performed.
[0185]
Further, as shown in FIG. 14, the length (length of the short side 261) L3 of the
[0186]
Thus, by making the difference between the lengths L3 and L1 and the difference between the lengths L4 and L2 substantially equal, the center of the
[0187]
As described above, according to the
[0188]
Further, since the
[0189]
Further, according to the
[0190]
Here, also in the
[0191]
In the present invention, the shape of the
[0192]
In the present invention, the shape of the
[0193]
Next, a sixth embodiment of the electro-optical device according to the invention will be described.
In the sixth embodiment, a plane (surface) 71 through which light from the opening (light projecting portion of the point light source) 25 of the light source means 2 passes through each opening (translucent window portion) 45 of the liquid crystal panel (light modulation element) 4. An image is formed above (see FIG. 8), and the area of the portion where the image of the
[0194]
FIG. 16 and FIG. 17 show a sixth embodiment of the electro-optical device of the present invention, respectively, and an opening (translucent window portion) of the liquid crystal panel (light modulation element) and a plane passing through each opening of the liquid crystal panel. It is a top view which shows typically the image of the opening (light projection part of a point light source) of the light source means in (surface).
[0195]
In FIG. 16 and FIG. 17, the image portion of the opening of the light source means (the light projecting portion of the point light source) is indicated by hatching. In FIGS. 16 and 17, the horizontal direction is described as a first direction in the
[0196]
Hereinafter, the display device (electro-optical device) 1 according to the sixth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
[0197]
The
[0198]
As shown in FIG. 16, in the
[0199]
In the present embodiment, the shape of the
[0200]
In the present embodiment, the shape of the
[0201]
Therefore, the short side (one side) 451 of the
[0202]
The length (length of the long side 262) L5 of the
[0203]
FIG. 16 shows a state in which the center of the
[0204]
In the
[0205]
Moreover, since the contour of the
[0206]
Similarly, since the outline of the
[0207]
Thereby, variation in brightness between the openings 45 (pixels) can be reduced or eliminated, and uniform display can be performed.
[0208]
As described above, according to the
[0209]
Further, according to the
[0210]
Here, also in the
[0211]
In the present invention, the shape of the
[0212]
In the present invention, the shape of the
[0213]
The electro-optical device according to the present invention has been described based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the configuration of each unit may be any configuration having the same function. Can be replaced.
[0214]
For example, in the present invention, any two or more configurations of the respective embodiments may be appropriately combined.
[0215]
In the above embodiment, a transmissive liquid crystal panel or a transflective liquid crystal panel is used as the light modulation element. However, in the present invention, the light modulation element is not limited to the liquid crystal panel.
[0216]
Further, the electro-optical device of the present invention may be an electro-optical device capable of displaying a plurality of colors, for example, a full-color electro-optical device or a monochrome electro-optical device.
[0217]
The present invention can be applied to various electronic devices. For example, monitors (displays) of personal computers such as laptop personal computers and notebook personal computers, television monitors, video phone monitors, mobile phones (including PHS), electronic notebooks, electronic dictionaries, electronic cameras (digital) It can be applied to a direct-view display device of various electronic devices such as a monitor of a portable electronic device such as a still camera or a video camera, a projection display device such as a projector, or the like.
[0218]
Hereinafter, the electronic apparatus of the present invention including the display device (electro-optical device) 1 as described above will be described in detail based on the embodiments shown in FIGS.
[0219]
FIG. 18 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the display device described above is applied. In this figure, a
[0220]
In the
[0221]
FIG. 19 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) in which the above-described display device is applied to the display unit. In this figure, a
[0222]
FIG. 20 is a perspective view showing a configuration of a digital still camera in which the above-described display device is applied to the finder. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
[0223]
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
[0224]
On the back of the case (body) 1302 in the
[0225]
A
[0226]
Further, a
[0227]
When the photographer confirms the subject image displayed on the
[0228]
In the
[0229]
The electronic apparatus to which the electro-optical device of the present invention can be applied includes, for example, a television, a viewfinder type, a monitor in addition to the personal computer of FIG. 18, the mobile phone of FIG. 19, and the digital still camera of FIG. Direct-view video tape recorder, car navigation device, pager, electronic notebook (including communication function), calculator, electronic game device, word processor, workstation, videophone, TV monitor for crime prevention, electronic binoculars, POS terminal, touch panel Equipped equipment (for example, cash dispenser of financial institution), medical equipment (for example, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram display device, ultrasonic diagnostic device, endoscope display device), fish detector, various measuring devices , Instruments (eg, vehicle, aircraft, ship instruments), flight simulators, etc. Monitors, and the like projection display device of the projector, and the like. And it cannot be overemphasized that the display apparatus (electro-optical apparatus) mentioned above is applicable as a display part and a monitor part of these various electronic devices.
[0230]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the light emitted from the light source can be efficiently collected on the light-transmitting window, thereby improving the use efficiency of the light emitted from the light source.
[0231]
In particular, a backlight-type display device (direct-view display device) with extremely high use efficiency of light from the light source can be realized.
[0232]
Further, when the light modulation element is composed of a transflective liquid crystal panel, the area of the reflection film (reflection plate) is increased and the area of the opening (transmission window) provided in the reflection film is reduced. Even so, the light from the light source can be efficiently condensed on the opening, so that the amount of light transmitted through the opening can be increased, thereby allowing the reflectance of external light and the light from the light source to be increased. A transflective liquid crystal display device having a high transmittance can be realized.
[0233]
Also, the pitch of the point light sources was set so that the amount of light from the plurality of point light sources on the surface that penetrates each light transmission window portion of the light modulation element was substantially uniform in the state where the microlens array was not provided. In this case, the difference in the amount of light between the pixels (translucent window portions) can be reduced or eliminated, whereby uniform display can be performed.
[0234]
Further, the light from the point light source forms an image on a surface that penetrates each light-transmitting window portion, and the area of the portion where the image of the point light source overlaps the light-transmitting window portion on the surface is the image of the point light source and the light transmitting light If it is configured so that it does not change as much as possible even when it is relatively displaced from the window, for example, due to errors in the manufacturing process, displacement, thermal expansion, changes over time, etc. Even if there is a slight shift in the condensing position, the difference in the amount of light between the pixels (translucent window portions) can be reduced or eliminated, whereby a uniform display can be performed.
Further, the present invention can be applied to various electronic devices and has a wide range of use.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a first embodiment of an electro-optical device according to the invention.
2 is a diagram schematically showing a path (light is emitted once reflected) until light emitted from the light source part is emitted from the opening of the housing in the display device shown in FIG. 1;
3 is a diagram schematically showing a path (exited by three reflections) until light emitted from the light source part is emitted from the opening of the housing in the display device shown in FIG. 1. FIG.
4 is a diagram schematically showing a path (exiting four times of reflection) until light emitted from a light source part is emitted from an opening of a housing in the display device shown in FIG.
5 shows the display device shown in FIG. 1, in which the conditions of
6 shows an opening of a light source means, a microlens of a microlens array, and a liquid crystal panel in the display device shown in FIG. 1 when the conditions of
FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a second embodiment of the electro-optical device of the invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a third embodiment of an electro-optical device according to the invention.
FIG. 9 shows a light amount distribution of light from each point light source and a light amount distribution when the light from each point light source is overlaid when the point light source pitch Ps is 2.5 (2.5σ). It is a graph to show.
FIG. 10 shows a light amount distribution of light from each point light source and a light amount distribution when the light from each point light source is superimposed when the point light source pitch Ps is 1.7 (1.7σ). It is a graph to show.
FIG. 11 is a graph showing a relationship between a point light source pitch Ps and a light amount ratio b / a.
FIG. 12 is a plan view schematically showing an opening of the liquid crystal panel and an image of the opening of the light source means on a plane passing through each opening of the liquid crystal panel in the fourth embodiment of the electro-optical device of the invention. is there.
FIG. 13 is a plan view schematically showing an opening of the liquid crystal panel and an image of the opening of the light source means on a plane passing through each opening of the liquid crystal panel in the fourth embodiment of the electro-optical device of the invention. is there.
FIG. 14 is a plan view schematically showing an opening of the liquid crystal panel and an image of the opening of the light source means on a plane passing through each opening of the liquid crystal panel in the fifth embodiment of the electro-optical device of the invention. is there.
FIG. 15 is a plan view schematically showing an opening of the liquid crystal panel and an image of the opening of the light source means on a plane passing through each opening of the liquid crystal panel according to the fifth embodiment of the electro-optical device of the invention. is there.
FIG. 16 is a plan view schematically showing an opening of the liquid crystal panel and an image of the opening of the light source means on a plane passing through each opening of the liquid crystal panel in the sixth embodiment of the electro-optical device of the invention. is there.
FIG. 17 is a plan view schematically showing an opening of the liquid crystal panel and an image of the opening of the light source means on a plane passing through each opening of the liquid crystal panel, according to the sixth embodiment of the electro-optical device of the invention. is there.
FIG. 18 is a perspective view illustrating an example of a configuration of a mobile personal computer (electronic device) to which the electro-optical device according to the embodiment of the invention is applied.
FIG. 19 is a perspective view illustrating an example of a configuration of a mobile phone (electronic device) in which the electro-optical device according to the embodiment of the invention is applied to a display unit thereof.
FIG. 20 is a perspective view illustrating an example of the configuration of a digital still camera (electronic device) in which the electro-optical device according to the embodiment of the invention is applied to the finder.
[Explanation of symbols]
1 Display device (electro-optical device)
2 Light source means
21 Light source
22 Housing
221 Wall
23 Protrusions
24 Reflective film
25 opening
26 statues
261, 263 Short side
262, 264 long side
3 Micro lens array plate
30 substrates
31 Micro lens array
32 Microlens
4, 4a LCD panel
40 Transparent electrode
41 Substrate
42 Transparent electrode
43 Liquid crystal layer
44 Reflective film
45 opening
451, 453 short side
452, 454 long side
46 substrates
47, 48 Polarizer
49 Black Matrix
491 opening
5 Adhesive layer
61-64 light
71 plane
1100 Personal computer
1102 keyboard
1104 Body
1106 Display unit
1200 mobile phone
1202 Operation buttons
1204 earpiece
1206 Mouthpiece
1300 Digital still camera
1302 Case (Body)
1304 Light receiving unit
1306 Shutter button
1308 Circuit board
1312 Video signal output terminal
1314 I / O terminal for data communication
1430 TV monitor
1440 Personal computer
Claims (24)
前記マイクロレンズアレイにより、前記複数の点光源からの光が前記透光窓部に集光するよう構成されており、
前記点光源からの光が前記各透光窓部を貫く面上に結像し、前記面における前記点光源の像の第1の方向の長さが、前記透光窓部の前記第1の方向の長さより長く、かつ、前記面における前記点光源の像の前記第1の方向に対して垂直な第2の方向の長さが、前記透光窓部の前記第2の方向の長さより短くなるよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。An electro-optical device having a plurality of point light sources, a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged, and a light modulation element having a plurality of light-transmissive windows,
The microlens array is configured so that light from the plurality of point light sources is condensed on the translucent window portion ,
The light from the point light source forms an image on a surface that passes through each of the light transmitting window portions, and the length in the first direction of the image of the point light source on the surface is the first length of the light transmitting window portion. The length in the second direction that is longer than the length in the direction and perpendicular to the first direction of the image of the point light source on the surface is greater than the length in the second direction of the light-transmitting window portion. An electro-optical device configured to be shortened .
前記マイクロレンズアレイにより、前記複数の点光源からの光が前記透光窓部に集光するように、前記点光源と、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、前記透光窓部とが配置されており、
前記点光源からの光が前記各透光窓部を貫く面上に結像し、前記面における前記点光源の像の第1の方向の長さが、前記透光窓部の前記第1の方向の長さより長く、かつ、前記面における前記点光源の像の前記第1の方向に対して垂直な第2の方向の長さが、前記透光窓部の前記第2の方向の長さより短くなるよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。An electro-optical device having a plurality of point light sources, a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged, and a light modulation element having a plurality of light-transmissive windows,
The point light source, the microlens of the microlens array, and the translucent window portion are arranged so that light from the plurality of point light sources is condensed on the translucent window portion by the microlens array. and,
The light from the point light source forms an image on a surface that passes through each of the light transmitting window portions, and the length in the first direction of the image of the point light source on the surface is the first length of the light transmitting window portion. The length in the second direction that is longer than the length in the direction and perpendicular to the first direction of the image of the point light source on the surface is greater than the length in the second direction of the light-transmitting window portion. An electro-optical device configured to be shortened .
前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズが、前記複数の点光源からの光を前記複数の透光窓部に集光させるように、前記点光源と、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、前記透光窓部とが配置されており、
前記点光源からの光が前記各透光窓部を貫く面上に結像し、前記面における前記点光源の像の第1の方向の長さが、前記透光窓部の前記第1の方向の長さより長く、かつ、前記面における前記点光源の像の前記第1の方向に対して垂直な第2の方向の長さが、前記透光窓部の前記第2の方向の長さより短くなるよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。An electro-optical device having a plurality of point light sources, a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged, and a light modulation element having a plurality of light-transmissive windows,
The point light source, the microlens of the microlens array, and the light transmitting window so that the microlens of the microlens array focuses light from the plurality of point light sources on the light transmitting window portions. Are arranged ,
The light from the point light source forms an image on a surface that passes through each of the light transmitting window portions, and the length in the first direction of the image of the point light source on the surface is the first length of the light transmitting window portion. The length in the second direction that is longer than the length in the direction and perpendicular to the first direction of the image of the point light source on the surface is greater than the length in the second direction of the light-transmitting window portion. An electro-optical device configured to be shortened .
PL={Ps・Pa/(Ps+Pa)}・n(但し、nは自然数)
La/Ls=Pa/PsThe pitch of the point light source is Ps, the pitch of the transparent window portion is Pa, the pitch of the micro lens of the micro lens array is PL, the optical distance between the point light source and the micro lens array is Ls, and the micro 7. The electro-optical device according to claim 1 , wherein the electro-optical device is configured so as to satisfy a condition represented by the following expression when an optical distance between a lens array and the light transmission window portion is La.
PL = {Ps · Pa / (Ps + Pa)} · n (where n is a natural number)
La / Ls = Pa / Ps
PL={Ps・Pa/(Ps+Pa)}・n(但し、nは2を除く自然数)
La/Ls=Pa/PsThe pitch of the point light source is Ps, the pitch of the transparent window portion is Pa, the pitch of the micro lens of the micro lens array is PL, the optical distance between the point light source and the micro lens array is Ls, and the micro when the optical distance between the lens array and the light transmitting window and La, the electro-optical device according to any one of claims 1 is constituted satisfy the condition represented by the following formula 6.
PL = {Ps · Pa / (Ps + Pa)} · n (where n is a natural number excluding 2)
La / Ls = Pa / Ps
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